锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极 电势小，为什么Li与水反应没有其它金属 与水的反应激烈？ 电极电势属于热力学范畴，而反应剧烈程度属于动力学范畴，两 者之间并无直接的联系。 L与水反应没有其它碱金属与水反应激烈，主要原因有：(1)锂 的熔点较高，与水反应产生的热量不足以使其熔化；(2)与水反应的 产物溶解度较小，一旦生成，就覆盖在金属锂的上面，阻碍反应继 续进行. 性 质 Li Na Rb Cs m.p./K 453.69370.96336.8312.04301.55 MOH在水中的溶解度/(moL-) 5.3 26.4 19.1 17.925.8
锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极 电势小，为什么 Li 与水反应没有其它金属 与水的反应激烈？ 电极电势属于热力学范畴，而反应剧烈程度属于动力学范畴，两 者之间并无直接的联系. Li与水反应没有其它碱金属与水反应激烈，主要原因有:(1）锂 的熔点较高，与水反应产生的热量不足以使其熔化; (2)与水反应的 产物溶解度较小，一旦生成 ，就覆盖在金属锂的上面，阻碍反应继 续进行. 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8 性 质 Li Na K Rb Cs m.p./K 453.69 370.96 336.8 312.04 301.55 MOH 在水中的 溶解度/(mol·L-1) Question 2
Li的E9值为什么最负？Be的Eg值最小？ S区金属元素相关电对的标准电极电势E9(Ox/Red)(单位：V) Li/Li -3.04 Be2+/Be -1.97 Na+/Na -2.71 Mg2+/Mg -2.36 K+/K -2.93 Ca2+/Ca -2.84 Rb+/Rb -2.92 Sr2+/Sr -2.89 Cs+/Cs -2.92 Ba2+/Ba -2.92 锂电对的数值乍看起来似乎反常，这个原子半径最小、电离 能最高的元素倒成了最强的还原剂显然与其溶剂化程度（水合 分子数为25.3)和溶剂化强度（水合焓为-519kJmo1)都是 最大的有关 EBe2+Be)明显低于同族其余电对，与其高电离能有关.无 法被水合焓补偿：I1(Be)+2(Be)=2656 kJ.mol-1
Li 的 Eq值为什么最负？Be 的 Eq 值最小？ 锂电对的数值乍看起来似乎反常，这个原子半径最小、电离 能最高的元素倒成了最强的还原剂.显然与其溶剂化程度（水合 分子数为25 . 3）和溶剂化强度（水合焓为-519 kJ·mol -1 ）都是 最大的有关. Eq(Be 2+/Be) 明显低于同族其余电对，与其高电离能有关.无 法被水合焓补偿： I1 (Be) + I2 (Be) = 2 656 kJ·mol-1 . Question 3 S 区金属元素相关电对的标准电极电势 Eq(Ox/Red) (单位：V) Li+/Li Na +/Na K+/K Rb+/Rb Cs +/Cs -3.04 -2.71 -2.93 -2.92 -2.92 Be 2+/Be Mg 2+/Mg Ca 2+/Ca Sr 2+/Sr Ba 2+/Ba -1.97 -2.36 -2.84 -2.89 -2.92
Li(g)+e 右图以自由能变给出了锂 和铯的热化学循环，该循环表 Cs"(g)+e 示了相关能量的补偿关系.根据 +687 循环算得的标准电极电势与下 +452 -966 表中的数据十分接近，在计算时 .700 Li(g) 要用到下面的公式： Cs(g) +161 Li(s) +79本 △，G=-nFE Cs(s) 279 249 Cs"(aq)+e- Li"(aq)e- 碱金属溶于水的能量变化及标准电极电势 性 质 Li Na K Rb Cs 升华能S/kJ-mol-1 150.5 109.5 91.5 86.1 79.9 电离能I/kJmo1 520.1 495.7 418.6 402.9 375.6 水合能Hy/kJ.mol-1 -514.1 -413.8 342.8 -321.9 -297.1 △He/kJ.mol-1 163.1 197.3 175.1 165.1 158 △H2e/kJ.mol-1 -454.5 -454.5 -454.5 -454.5 -454.5 总焓变△H0/kJ.mol-1 -291.4 -275.2 -279.4 -289.4 -296.5 pN(计算值) -3.02 -2.67 -2.90 -3.00 -3.07 p/N(实验值) -3.0401 -2.71 -2.931 -2.98 -2.92
右图以自由能变给出了锂 和铯的热化学循环，该循环表 示了相关能量的补偿关系.根据 循环算得的标准电极电势与下 表中的数据十分接近.在计算时 要用到下面的公式： DrGm - nFE q Na 109.5 495.7 -413.8 197.3 -454.5 -275.2 -2.67 -2.71 碱金属溶于水的能量变化及标准电极电势 性 质 升华能 S/kJ•mol -1 电离能 IM/kJ•mol -1 水合能 HM/kJ•mol -1 △H1q/kJ•mol -1 △H2q/kJ•mol -1 总焓变△Hm q/kJ•mol -1 q/V（计算值） q/V（实验值） Li 150.5 520.1 -514.1 163.1 -454.5 -291.4 -3.02 -3.0401 K 91.5 418.6 -342.8 175.1 -454.5 -279.4 -2.90 -2.931 Rb 86.1 402.9 -321.9 165.1 -454.5 -289.4 -3.00 -2.98 Cs 79.9 375.6 -297.1 158 -454.5 -296.5 -3.07 -2.92
(3) 焰色反应(lame reaction) 碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧时，会呈现 出一定的颜色，称为焰色反应(flame reaction).可以用来鉴定化 合物中某元素的存在，特别是在野外 元 素 Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba 颜 色深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿 波长/nm 670.8 589.2766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5
(3) 焰色反应 (flame reaction) 元 素 Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba 颜 色 深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿 波 长 / nm 670.8 589.2 766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5 碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧时，会呈现 出一定的颜色，称为焰色反应 (flame reaction). 可以用来鉴定化 合物中某元素的存在，特别是在野外
4) 与液氨的作用 碱金属与液氨的反应很特别，在液氨中的溶解度达到了超出人 们想象的程度.溶于液氨的反应如下： NH(1) M(s =Mt(am)+e(am） 碱金属在液氨中的溶解度(-35℃ 碱金属元素M Li Na K Rb Cs 溶解度/(mol·L- 15.7 10.8 11.8 12.5 13.0
(4) 与液氨的作用 M(s) M (am) e (am) NH (l) 3 碱金属在液氨中的溶解度 (-35℃) 碱 金 属 元 素 M Li Na K Rb Cs 溶解度/ (mol · L-1) 15.7 10.8 11.8 12.5 13.0 碱金属与液氨的反应很特别，在液氨中的溶解度达到了超出人 们想象的程度. 溶于液氨的反应如下：